大气污染控制工程教案【参考】.doc

第一章 绪论（1学时） 教学重点：大气的结构和组成，大气污染物及其来源，环境空气质量标准，空气污染指数。 教学难点：大气污染物及其来源。 教学要求：掌握大气的结构和组成，大气污染发生和发展过程，大气污染物及其来源，空气污染指数；了解环境空气质量标准，国内外大气污染控制现状。 教学内容： 人是完全靠空气生存的，成年人平均每天约需１Kg粮食和2Kg水，但对空气的需求就大得多，每天约13.6Kg（合10m3）。若三者都断绝供应，引起死亡的首先是空气，要是空气中混进有毒害的物质，则毒物随空气不断地被吸入肺部，通过血液遍布全身，对人体健康直接产生危害。大气污染对人的影响不同于土壤和水的污染，它不仅时间长且范围广 （较多是地域性的，也有全球性的）。地球上发生的八大“公害事件”，其中五起是因大气污染造成的。当然，空气污染的原因不只是人类的活动，还有像森林、火灾和火山爆发一类的天然事件。不过后者通常在空气污染中起次要作用。 §1.1 大气与大气污染 一、大气的结构和组成 1、大气圈 随地球引力而转的大气层叫大气圈。大气圈的最外层的界限是很难确切划分的，但大气也不能认为是无限的。在地球场内受引力而旋转的气层高度可达10?000Km。有的学者就以10?000Km作为大气圈的最外层。一般情况下认为，从地球表面到1?000~1?400Km的气层作为大气圈的厚度，超出1?400Km以外气体非常稀薄，就是宇宙空间了。 大气圈中的空气分布是不均匀的，海平面上的空气最稠密。在近地层的大气层里，气体的密度随高度的上升而迅速的变稀。但是在400~1?400Km大气层里空气是渐渐变稀薄的。大气圈的总质量约为6000万亿吨，约为地球质量的百万分之一。 大气的构造： 根据大气圈中大气组成状况及大气在垂直高度上的温度变化，划分大气圈层的结构如下图： 从地球表面向上，大约到90Km高度，大气的主要成分氧和氮的组成比例几乎无什么变化，具有这样特性的大气层叫均质大气层（简称均质层）。在均质层以上和外围空间的大气层，其气体的组成随高度升高有很大变化，这个圈层叫非均质层。 在均质层中，根据气体的温度沿地球表面垂直方向的变化分为：对流层、平流层、中间层、电离层、散逸层。各层特点： ——对流层：１）相对于整个大气圈厚度而言很薄，按最厚处计，占总厚度的６－9%,占总质量的75%。在这一层中除了有纯净的干空气以外，还含有一定量的水蒸气，适度的温度对人和动植物的生存起到重要的作用。 ２）一般情况下，温度自地表面向高空递减，0.65℃/上升100米。 在对流层中，由于太阳的辐射以及下垫面特性和大气环流的影响，使得在该层中出现极其复杂的自然现象，有时形成易于扩散的气象特征，有时形成对生态系统产生有危害的逆温气象条件，雨、雪、霜、雾、雷电等自然现象也都出现在这一层。 ３）大气有较强的对流运动，大气污染也主要发生在这一层，特别是在靠近地面1-2Km的近地层更易造成污染。近地层的大气污染物的扩散能力主要取决于当时的气象条件。 ４）温度、湿度等各要素水平分布不均匀。 ——平流层：１）在这一层里气体的温度差随高度上升有缓慢的增加，30-35Km，T=-55℃。然后上升（气温）较快，这是因为在该层中的臭氧强烈吸收太阳紫外线所致。 ２）几乎不存在水蒸汽和尘埃，一般处于平流运动。３）大气很干燥，没有云、雨等现象，是飞机理想的飞行区域。 ——中间层：气温随高度增加迅速降低，有强烈的垂直对流运动。 ——电离层：气温随高度增加迅速上升，空气处于高度电离状态，发电报是靠这层反射回来。 ——散逸层：气体温度很低，气体粒子能克服地球引力而逸向星际空间。星际空间内每m3空间有数十个离子存在。 研究重点：对流层，平流层 2、大气组成 大气（空气）从自然科学角度来看，空气和大气常常作为同义词，二者没有实质性的差别。但在研究近地层的空气污染规律及对空气质量进行评价时，为便于说明问题，有时两个名词分别使用。 一般对于居住在室内或特指某个地方（如车间、厂区等）供动植物生存的气体习惯上称为空气。在大气物理、大气气象、自然地理以及环境科学研究中，常常是以大区域或全球性的气流作为研究对象，因此，就常用大气一词。 大气是一个多种气体的混合物，有混合气体、水气和悬浮微粒组成，可分为： ——恒定组分：O2(20.95%)、N2(78.09%)、氩（0.93%）、惰性气体。上述组分的比例在地球表面上任何地方几乎是可以看作不变的。 ——可变组分：CO2、水蒸汽、O3这些组分在大气中的含量是随季节、气象的变化以及人们的生产、生活活动的影响而发生变化。 ——不定组分： 第一环境问题引起的：由自然界的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等暂时性灾难所